Выбор Режущие инструменты с ЧПУ и определение параметров резания являются важными аспектами технологии обработки с ЧПУ. Они не только влияют на эффективность обработки на станках с ЧПУ, но и напрямую влияют на качество обработки.
Типы и характеристики наиболее часто используемых станков с ЧПУ
Инструменты для обработки с ЧПУ должны адаптироваться к характеристикам высокой скорости, высокой эффективности и высокой степени автоматизации станков с ЧПУ. Как правило, они должны включать общие инструменты, держатели инструментов общего соединения и небольшое количество специальных держателей инструментов. Держатель инструмента должен быть соединен с инструментом и установлен на силовой головке станка, поэтому он постепенно стандартизировался и серийизировался. Существует много способов классификации инструментов с ЧПУ.
По структуре инструмента его можно разделить на:
- Интегральный тип.
- Вставной тип. Применяется сварка или соединение машинного зажима, а тип машинного зажима можно разделить на невращающийся и вращающийся типы. Специальные типы, такие как композитные инструменты, амортизирующие инструменты и т. д.
По материалам, используемым для изготовления инструментов, их можно разделить на:
- Инструменты из быстрорежущей стали.
- Твердосплавные инструменты.
- Алмазный инструмент.
- Инструменты из других материалов, такие как инструменты из кубического нитрида бора и керамические инструменты.
По способу резки его можно разделить на:
- Токарные инструменты, которые подразделяются на наружные круги, внутренние отверстия, резьбы, режущие инструменты и т. д.
- Буровой инструмент, включая сверла, развертки, метчики и т. д.
- Скучные инструменты.
- Фрезерные инструменты и т.д.
Для того чтобы соответствовать требованиям станков с ЧПУ к долговечным, стабильным, легко настраиваемым и сменным инструментам, в последние годы широко используются закрепляемые на станках индексируемые инструменты, на долю которых приходится 30%~40% от общего количества станков с ЧПУ, а объем съема металла составляет 80%~90% от общего количества.
По сравнению с инструментами, используемыми на обычных станках, к инструментам с ЧПУ предъявляется множество различных требований, основными из которых являются следующие характеристики:
- Хорошая жесткость (особенно для черновых инструментов), высокая точность, низкая устойчивость к вибрации и термической деформации.
- Хорошая взаимозаменяемость, удобная и быстрая смена инструмента.
- Длительный срок службы, стабильная производительность резки и надежность.
- Размер инструмента легко регулируется, что сокращает время его замены.
- Инструмент должен иметь возможность надежно разбивать или перекатывать стружку, чтобы облегчить ее удаление.
- Сериализация и стандартизация для облегчения программирования и управления инструментами.
Выбор инструмента для обработки на станках с ЧПУ
Хотя инструменты для обработки с ЧПУ имеют много преимуществ, с которыми не могут сравниться обычные инструменты, только разумный выбор при обработке может в полной мере раскрыть их эффективность. Столкнувшись с большим разнообразием инструментов и сложными образцами инструментов, многие операторы чувствуют себя растерянными и не знают, как сделать выбор. После нескольких лет обучения, накопления знаний и консультаций с операторами и техниками автор считает, что при выборе инструментов следует правильно выбирать вставки и держатели инструментов в соответствии с производительностью станка, производительностью материала заготовки, процедурой обработки, объемом резания и другими сопутствующими факторами.
Как правило, при выборе сначала следует выбрать вставку, а затем выбрать инструментальную планку или держатель инструмента в соответствии с вставкой и условиями обработки. Таким образом, выбор вставки является ключевым и предварительным условием для выбора инструмента, а выбор вставки имеет два аспекта: выбор материала и выбор формы. Выбор материала в основном основан на характеристиках материала обрабатываемых деталей и условиях обработки для выбора материала лезвия. Если вы хотите обрабатывать детали из нержавеющей стали, вы должны сначала выбрать лезвие из покрытого цементированного карбида (GC). Условия обработки - тонкая обработка и требуют более высокого качества поверхности.
Ключом к выбору вставки является выбор формы лезвия и типа паза. Форма, угол и радиус кончика лезвия выбираются в соответствии с типом процесса и обрабатываемой частью. При выборе следует учитывать основной угол отклонения, требования доступности и универсальности, предъявляемые к комбинированному инструментальному округу, например, будет ли вторичная режущая кромка инструмента мешать обрабатываемой поверхности, прочность кончика инструмента и шероховатость поверхности, которая может быть достигнута после обработки. Теперь давайте рассмотрим метод выбора и ключевые моменты формы инструмента (лезвия).
Выбор инструмента для токарной обработки с ЧПУ
В процессе обработки токарные станки с ЧПУ в основном используют программы для управления различными интерполяционными движениями инструмента для достижения обработки различных профилей. Поэтому форма режущей кромки инструмента не является основным фактором, обеспечивающим точность обработки. Для облегчения выбора и управления типы обычно используемых токарных инструментов с ЧПУ (вставок) относительно просты. Как правило, существует три типа наружных токарных инструментов и три типа внутренних токарных инструментов. Различные материалы лезвий используются в соответствии с различными материалами заготовки во время обработки, образуя токарные инструменты, которые адаптируются к различным условиям обработки. Поэтому выбор токарных инструментов в основном заключается в выборе этих трех типов токарных инструментов.
Токарная обработка с ЧПУ в основном обрабатывает некоторые формованные поверхности. В это время основное внимание уделяется тому, будет ли угол инструмента мешать обработке детали. Относительное положение инструмента и детали при обработке внешней окружности и внутреннего отверстия.
Характеристики применения трех наиболее часто используемых наружных токарных пластин представлены ниже. Для удобства представления я классифицирую их в соответствии с углами и характеристиками компонентов инструмента.
80°Далмаз явставить Эвнешний Турнинг Тоол
Главный передний угол держателя инструмента, используемого для этой вставки, в основном составляет 93°, а вторичный передний угол инструмента после объединения в инструмент составляет 7°. Инструмент имеет очень хорошую жесткость и в основном подходит для обработки ступенчатых деталей вала, таких как цилиндрические ступенчатые поверхности. Он может достигать большой глубины резания и в основном используется для черновой обработки. Лезвия из различных материалов также могут использоваться для получистовой и чистовой обработки.
35° Далмаз явставить Эвнешний Турнинг Тоол
Держатель инструмента, используемый для этого типа вставки, в основном составляет 93°, а вторичный передний угол инструмента после объединения в инструмент составляет 52°. Инструмент имеет плохую жесткость, но большой вторичный передний угол может избежать помех обрабатываемой поверхности. Он в основном подходит для обработки некоторых формованных поверхностей и вогнутых контуров. Глубина резания каждого реза мала, и скорость подачи также должна быть выбрана меньшей, в противном случае шероховатость поверхности будет большой. Различные лезвия могут использоваться для черновой, получистовой и чистовой обработки, но обычно используются для чистовой обработки.
55° Далмаз явставить Эвнешний Турнинг Тоол
Главный передний угол держателя инструмента, выбранный для этого типа вставки, составляет 93°, а вторичный передний угол инструмента после объединения в инструмент составляет 32°. Жесткость инструмента средняя. Больший вторичный передний угол может избежать помех обрабатываемой поверхности. Он может обрабатывать некоторые сформированные поверхности и контуры с небольшой степенью вогнутости, а также может поддерживать хорошую жесткость для достижения быстрой резки. Его режущая способность и диапазон применения находятся между 80° алмазными лезвиями для внешнего цилиндрического точения и 35° алмазными лезвиями для внешнего цилиндрического точения. Различные лезвия могут использоваться для черновой, получистовой и чистовой обработки. Он, как правило, используется для получистовой и чистовой обработки.
Метод выбора и требования к инструментам для внутренней токарной обработки в основном такие же, как и к инструментам для внешней токарной обработки. Также необходимо обратить внимание на то, мешает ли вторичная режущая кромка инструмента обрабатываемой поверхности и соответствует ли прочность режущей кромки инструмента требованиям. Кроме того, при выборе старайтесь выбирать инструмент с большим углом режущей кромки инструмента, чтобы инструмент имел хорошую жесткость. Как правило, вторичный угол отклонения инструмента может быть примерно на 2° больше максимального угла резания контура заготовки.
Как правило, модель рукоятки инструмента, соответствующая лезвию, фиксирована, и ее нельзя менять, даже если форма одинакова, в противном случае высота центра инструмента не будет соответствовать требованиям. После выбора формы лезвия следует рассмотреть выбор типа паза лезвия. Распространенные типы пазов лезвий.
Разумный выбор типа канавки лезвия может повысить эффективность производства. Три лезвия на рисунке 3 являются инновационными высокопроизводительными лезвиями для получистовой и чистовой обработки, и постепенно получили широкое распространение в различных отраслях промышленности. За счет небольшого изменения радиуса режущей кромки инструмента скорость подачи может быть удвоена, при этом обеспечивая качество поверхности. При выборе рекомендуется ссылаться на рекомендуемое значение образца инструмента.
Выбор инструмента для обрабатывающих центров с ЧПУ
Общий принцип выбора инструментов для обрабатывающих центров: простота установки и регулировки, хорошая жесткость, высокая прочность и точность. Исходя из требований обработки, постарайтесь выбрать более толстую и короткую рукоятку инструмента, чтобы повысить жесткость обработки инструмента.
Обычно используемые инструменты для обрабатывающих центров в основном фрезерные инструменты и инструменты для обработки отверстий. Фрезерные инструменты включают торцевые фрезы, концевые фрезы и т. д. Инструменты для обработки отверстий в основном включают центровые сверла, спиральные сверла, расточные резцы, метчики, зенкеры и т. д. Теперь кратко представим ключевые моменты для выбора этих инструментов.
Концевая фреза Свыборы
Цельные твердосплавные концевые фрезы имеют нижние лезвия и боковые лезвия. Они в основном используются для обработки ступенчатых поверхностей, пазов, профилирования, вогнутых контуров и формованных поверхностей с ограниченным размером инструмента. Нижнее лезвие и боковое лезвие инструмента могут использоваться для резки одновременно. Диапазон обработки широк, а метод обработки гибок. Они широко используются в производстве.
Существует много типов широко используемых цельных твердосплавных концевых фрез, и выбор относительно прост. При выборе старайтесь выбирать инструмент большего диаметра, чтобы инструмент имел хорошую жесткость и высокую скорость съема металла. При выборе обязательно обращайте внимание на то, чтобы радиус инструмента был меньше радиуса вогнутого контура детали. Станки с ЧПУ имеют функцию круговой интерполяции. Для обработки вогнутых круговых контуров старайтесь использовать инструмент малого диаметра и использовать круговые инструкции для обработки. Различные концевые фрезы имеют разное количество зубьев. Обычно для чистовой обработки используются фрезы с большим количеством зубьев. Обычные концевые фрезы нельзя использовать для сверления, если лезвие не проходит через центр. При подаче следует использовать другие методы. Если требуется сверление, следует использовать фрезу или шпоночную фрезу с лезвием, проходящим через центр.
При выборе инструмента для фрезерования следует учитывать размер инструмента, соответствующий размеру обрабатываемой детали. В производстве для обработки периферийных контуров плоских деталей часто используют концевые фрезы; при фрезеровании плоскостей следует выбирать фрезы с твердосплавными лезвиями; при обработке выступов и пазов следует выбирать концевые фрезы из быстрорежущей стали; при обработке глухих поверхностей или черновой обработке отверстий можно выбрать кукурузные фрезы с твердосплавными лезвиями; для обработки некоторых объемных поверхностей и контуров с переменным углом часто используют шаровые, кольцевые, конические и дисковые фрезы.
При обработке поверхностей свободной формы (форм), поскольку скорость резания конца инструмента с шаровой головкой равна нулю, для обеспечения точности обработки расстояние между линиями реза обычно принимает близкое расстояние между верхними концами, поэтому шаровая головка часто используется для чистовой обработки поверхности. Инструменты с плоской головкой превосходят инструменты с шаровой головкой с точки зрения качества обработки поверхности и эффективности резки. Поэтому, пока гарантируется отсутствие перереза, инструменты с плоской головкой следует предпочесть как для грубой обработки, так и для чистовой обработки криволинейных поверхностей. Кроме того, долговечность и точность инструмента тесно связаны с ценой инструмента. В большинстве случаев, хотя выбор хорошего инструмента увеличивает стоимость инструмента, полученное в результате улучшение качества обработки и эффективности обработки может значительно снизить общую стоимость обработки.
Выбор ЧАСоле побработка Тинструменты
Обработка отверстий на обрабатывающем центре обычно делится на три этапа: сначала используйте центровое сверло для сверления центрального отверстия, затем используйте сверло для сверления отверстия и, наконец, используйте расточный инструмент и развертку для чистовой обработки отверстия. Центровые сверла обычно имеют только φ1,5 и φ3. Постарайтесь выбрать более крупное. При выборе сверла обратите внимание на то, чтобы оставить запас 0,4–0,6 мм для чистовой обработки. Развертка — это инструмент фиксированного размера, и ее следует выбирать в соответствии со средней разницей размеров детали. Основное внимание при обработке отверстий уделяется выбору расточных инструментов. Обычно используемые расточные инструменты делятся на две категории: инструменты для черновой расточки и инструменты для чистовой расточки. Обычно используемые инструменты для черновой расточки — это в основном расточные инструменты с двумя лезвиями. Они обычно используются для расточки сквозных отверстий и ступенчатых отверстий. Также можно использовать однолезвийную расточку. Инструменты для чистовой расточки оснащены устройством регулировки диаметра расточного отверстия, а головку инструмента можно регулировать в определенном диапазоне. При ее использовании ее также следует отрегулировать в соответствии со средней разницей размеров расточного отверстия.
Определение количества резки во время обработки
Выбор величины резания является наиболее важным фактором в определении эффективности обработки и качества обработки поверхности. Она должна быть выбрана разумно во время обработки. Основной принцип выбора величины резания заключается в том, что во время черновой обработки она, как правило, основана на повышении производительности, но также следует учитывать экономические и технологические затраты; во время получистовой и чистовой обработки следует учитывать эффективность резания, экономичность и технологические затраты, обеспечивая при этом качество обработки. Конкретное значение должно быть определено в соответствии с руководством по эксплуатации станка, руководством по величине резания и в сочетании с опытом. Следующие факторы должны быть рассмотрены конкретно.
Глубина резания ap. Если жесткость станка, заготовки и инструмента позволяет, то ap равен припуску на обработку, что является эффективной мерой повышения производительности. Для обеспечения точности обработки и шероховатости поверхности деталей, как правило, следует оставлять определенный припуск на чистовую обработку. Припуск на чистовую обработку станков с ЧПУ может быть немного меньше, чем у обычных станков.
Ширина резания L. Обычно L пропорциональна диаметру инструмента d и обратно пропорциональна глубине резания. При обработке на экономичных станках с ЧПУ общий диапазон значений L составляет: L=(0,6~0,9)d.
Скорость резания v. Увеличение v также является мерой повышения производительности, но v тесно связана с долговечностью инструмента. С увеличением v долговечность инструмента резко падает. Поэтому выбор v в основном зависит от долговечности инструмента. Кроме того, скорость резания также тесно связана с обрабатываемым материалом. Например, при фрезеровании сплава 30Cr Ni2MO VA с концевая фреза, v может быть около 8 м/мин; при фрезеровании алюминиевого сплава той же концевой фрезой v может быть выбрано более 200 м/мин. Обычно рекомендуемое значение скорости резания для выбранного лезвия приводится в образце инструмента. Пользователь может выбрать его в соответствии с материалом обрабатываемой заготовки. Значения скорости резания, рекомендуемые в руководстве по эксплуатации станка, относительно велики, и рекомендуется уменьшать их соответствующим образом при выборе.
Скорость вращения шпинделя n (об/мин). Скорость вращения шпинделя обычно выбирается в соответствии со скоростью резания v. Формула расчета: v=πdn/1000. Панель управления станка с ЧПУ обычно оснащена переключателем регулировки скорости вращения шпинделя (множителем), который может регулировать скорость вращения шпинделя на целое число кратное во время обработки.
Скорость подачи vf. vf следует выбирать в соответствии с требованиями к точности обработки и шероховатости поверхности заготовки, а также с округом ножа и материалом заготовки. Увеличение vf также может повысить эффективность производства. Однако шероховатость поверхности будет значительно снижена, поэтому, когда требования к черновой обработке и шероховатости поверхности обработки низкие, vf можно выбрать больше. Отделка обычно выбирается на основе значения шероховатости поверхности. Теперь станки с ЧПУ оснащены ручками регулировки скорости подачи, которые можно установить больше во время программирования. Во время обработки ручная регулировка выполняется с помощью переключателя регулировки на панели управления станка в соответствии с конкретным статусом обработки. Однако максимальная скорость подачи зависит от ограничений, таких как жесткость оборудования и производительность системы подачи.
С широким применением станков с ЧПУ в реальном производстве все больше деталей обрабатывается на станках с ЧПУ. Материалы и требования к обработке заготовок также различаются. Для обеспечения качества обработки и повышения эффективности обработки операторы и программисты должны быть знакомы с методом выбора инструментов и принципом определения объема резки, в полной мере использовать преимущества станков с ЧПУ и повышать экономические выгоды и уровень производства предприятий.
